化学选修4第四章第四节

1、金属跟周围接触到的气体或金属跟周围接触到的气体或液体液体发生氧化还原反应发生氧化还原反应而腐蚀而腐蚀损耗的过程损耗的过程, ,即为金属的腐蚀。即为金属的腐蚀。: :金属失去电子被氧化金属失去电子被氧化: :化学腐蚀、电化学腐蚀化学腐蚀、电化学腐蚀金属的化学腐蚀受哪些因素的影响金属的化学腐蚀受哪些因素的影响? ?燃气炉的中心部位燃气炉的中心部位最容易生锈最容易生锈罐头放在南极已差不多罐头放在南极已差不多 90 90年了年了, ,却很少生锈却很少生锈温度温度金属跟接触到的干燥气体（如金属跟接触到的干燥气体（如OO2 2、ClCl2 2、SOSO2 2）或非电解质液体（如石油）直接发生化学反应或非电

2、解质液体（如石油）直接发生化学反应做饭用的铁锅日久天长越用越薄做饭用的铁锅日久天长越用越薄, , 你知道为什么吗你知道为什么吗? ? 不纯的不纯的金属跟电解溶液接触金属跟电解溶液接触时时, ,会发生会发生原电池反应原电池反应, ,比较活泼比较活泼的金属失去电子而被氧化的金属失去电子而被氧化, ,这种这种腐蚀叫做电化学腐蚀。腐蚀叫做电化学腐蚀。电化学腐蚀是造成钢电化学腐蚀是造成钢铁腐蚀的主要原因铁腐蚀的主要原因电解质溶液与铁和铁中少量的碳构成了原电池电解质溶液与铁和铁中少量的碳构成了原电池H2O+CO2 H2CO3 H+HCO3- 在潮湿的空气里在潮湿的空气里, ,钢铁的表面吸附了一层薄薄钢铁的

3、表面吸附了一层薄薄的水膜的水膜, ,水膜溶解来自大气中的水膜溶解来自大气中的COCO2 2、SOSO2 2、HH2 2S,S,使水膜中又含有一定量的使水膜中又含有一定量的HH+ + 。铁是铁是负负极极, ,碳是正极碳是正极, ,HH+ +负极负极Fe - 2eFe - 2e- - FeFe2+ 2+ 正极正极2H2H+ +2e+2e- - HH2 2 条件条件: :酸性环境酸性环境FeFe2+2+2OH+2OH =Fe(OH) =Fe(OH) 2 2 4Fe(OH)4Fe(OH)2 2+O+O2 2+2H+2H2 2OO=4Fe(OH)=4Fe(OH)3 3 条件条件: :中性或酸性极弱环境中

4、性或酸性极弱环境 负极负极: : 2Fe-4e2Fe-4e- -=2Fe=2Fe2+2+ 正极正极: : 2H2H2 2O+OO+O2 2+4e+4e- -=4OH=4OH- -水膜的水膜的酸性很弱或呈中性酸性很弱或呈中性, ,但但溶有一定量的氧气溶有一定量的氧气析氢腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀吸氧腐蚀( (更普遍更普遍) )条件条件水膜水膜酸性较强酸性较强水膜酸性水膜酸性很弱或中性很弱或中性电极反应电极反应负极负极正极正极2H2H+ +2e+2e- -=H=H2 2 Fe-2eFe-2e- -=Fe=Fe2+2+OO2 2+2H+2H2 2O+4eO+4e- -=4OH=4OH- - (1) (1)

5、若液面若液面上升上升, ,则溶液呈则溶液呈 性性, ,发生发生 腐蚀腐蚀, ,电极反应式为电极反应式为: :负极负极: : , ,正极正极: : 。课堂练习课堂练习1.1.如图如图, ,水槽中试管内有一枚铁钉水槽中试管内有一枚铁钉, ,放置数天观察放置数天观察: : (2) (2)若液面若液面下降下降, ,则溶液呈则溶液呈 性性, ,发生发生腐蚀腐蚀, ,电极反应式为电极反应式为: :负极负极: : , , 正极正极: : 。中性或碱性中性或碱性 吸氧吸氧Fe2eFe2e- -FeFe2+2+OO2 2+2H+2H2 2O+4eO+4e- -4OH4OH- -酸酸 析氢析氢Fe2eFe2e-

6、-FeFe2+2+2H2H+ +2e+2e- -HH2 2 化学腐蚀化学腐蚀电化腐蚀电化腐蚀条件条件金属跟氧化剂金属跟氧化剂直接接触直接接触现象现象本质本质实例实例联系联系二者都是二者都是金属原子失电子金属原子失电子变成阳离子的过程变成阳离子的过程如如: :涂油漆、镀涂油漆、镀ZnZn、镀、镀SnSn、镀、镀CrCr等等, ,或制成氧化膜。或制成氧化膜。（2 2）改变金属内部组织结构）改变金属内部组织结构, ,如如: :将钢铁制成不锈钢。将钢铁制成不锈钢。 发生电化学腐蚀时发生电化学腐蚀时, ,总是作为原电池负极（阳总是作为原电池负极（阳极）的金属被腐蚀极）的金属被腐蚀, ,作为正极（阴极）的

7、金属不被作为正极（阴极）的金属不被腐蚀。腐蚀。让被保护金属成为正极（阴极），则该金让被保护金属成为正极（阴极），则该金属不会被腐蚀。属不会被腐蚀。 在被保护的钢铁设备上装若干在被保护的钢铁设备上装若干镁铝合金镁铝合金或或锌块锌块镁、锌比铁活泼镁、锌比铁活泼, ,它们成为原电池它们成为原电池负极负极（阳极）（阳极）, ,不断遭受腐蚀不断遭受腐蚀, ,而作为正极（阴极）的钢铁设备而作为正极（阴极）的钢铁设备就被保护了下来就被保护了下来牺牲阳极的阴极保护法牺牲阳极的阴极保护法牺牲阳极牺牲阳极( (负极负极) )的阴极的阴极( (正极正极) )保护法保护法-+ 将将被保护的钢铁设备（如钢闸门）做阴极被

8、保护的钢铁设备（如钢闸门）做阴极, ,用用惰性电极做辅助阳极惰性电极做辅助阳极, ,在外加直流电作用下在外加直流电作用下, ,电子电子被迫流向被保护的钢铁设备被迫流向被保护的钢铁设备, ,使钢铁表面的腐蚀使钢铁表面的腐蚀电流降至零或接近等于零。电流降至零或接近等于零。辅助阳极辅助阳极( (不溶性不溶性) )外加电流的阴极保护法示意图外加电流的阴极保护法示意图外加电流的阴极保护法外加电流的阴极保护法 你知道自行车的金属部件采用了什么样的防护措你知道自行车的金属部件采用了什么样的防护措施吗施吗? ?方法方法防腐效果防腐效果价格价格镀塑镀塑差差便宜便宜 涂油漆涂油漆 一般一般便宜便宜 镀锡镀锡 好好

9、中等中等镀铬镀铬好好昂贵昂贵 镀锌镀锌很好很好中等中等使用不锈钢使用不锈钢很好很好昂贵昂贵 铁器烤蓝铁器烤蓝 好好中等中等1.1.解释下列现象并写出有关原电池的电极反应解释下列现象并写出有关原电池的电极反应: :(1)(1)马口铁马口铁( (镀镀SnSn铁皮铁皮) )做的罐头做的罐头, ,打开后为什么极易打开后为什么极易生锈生锈? ? (2)(2)轮船船壳的水线以下部分轮船船壳的水线以下部分, ,为什么要装上一定数为什么要装上一定数量量ZnZn块块? ?(3)(3)在一块表面无锈的铁片上滴一滴含酚酞的食盐在一块表面无锈的铁片上滴一滴含酚酞的食盐水水, ,放置一段时间后可以看到液滴周围逐渐呈现红

10、放置一段时间后可以看到液滴周围逐渐呈现红色色, ,并慢慢形成红褐色的锈斑。并慢慢形成红褐色的锈斑。(4)(4)烧过菜的铁锅未及时洗净烧过菜的铁锅未及时洗净( (残液残液NaCl),NaCl),第二天第二天便出现红褐色锈斑。便出现红褐色锈斑。2.2.下列制氢气的反应速率最快的是（下列制氢气的反应速率最快的是（ ） A.A.纯锌和纯锌和1mol/L 1mol/L 硫酸硫酸 B.B.纯锌和纯锌和18 mol/L 18 mol/L 硫酸硫酸 C.C.粗锌和粗锌和1mol/L 1mol/L 硫酸硫酸 D.D.粗锌和粗锌和18mol/L 18mol/L 硫酸硫酸3.3.下列叙述说明金属甲比乙活泼性强的是（

11、下列叙述说明金属甲比乙活泼性强的是（ ） A.A.甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中, ,乙溶解乙溶解, ,甲上有甲上有HH2 2气放出气放出; B.B.在氧化在氧化 还原反应中还原反应中; ;甲比乙失去的电子多甲比乙失去的电子多 C.C.将甲乙作电极组成原电池时甲是负极将甲乙作电极组成原电池时甲是负极 D.D.同价态的阳离子同价态的阳离子, ,甲比乙的氧化性弱甲比乙的氧化性弱C CCDCD海水海水C CFeFe+ +- - 4. 4.下列各情况下列各情况, ,在其中在其中FeFe片腐蚀由片腐蚀由快快到到慢慢的顺序的顺序是是_(5)(2)(1)(3)(4)(5)(

12、2)(1)(3)(4)5.5.下列装置中四块相同的下列装置中四块相同的ZnZn片片, ,放置一段时间后腐放置一段时间后腐蚀速率由蚀速率由快快到到慢慢的顺序是的顺序是_( 4 ) ( 3 ) ( 1 ) ( 2 )( 4 ) ( 3 ) ( 1 ) ( 2 )6.6.分析右图分析右图, ,按要求写出有关反按要求写出有关反应方程式应方程式: :（1 1）铁棒上的电极反应式为）铁棒上的电极反应式为: :_（2 2）碳棒上的电极反应式为）碳棒上的电极反应式为: :_（3 3）溶液中发生反应的化学方）溶液中发生反应的化学方程式程式: :_ _2Fe+2H2Fe+2H2 2O+OO+O2 2= 2 Fe(OH)= 2 Fe(OH)2 24Fe(OH)4Fe(OH)2 2+2H+2H2 2O+OO+O2 2=4Fe(OH)=4Fe(OH)3 3OO2 2+2H+2H2 2O+4eO+4e- -4OH4OH- -2Fe4e2Fe4e- -2Fe2Fe2+2+ 7. 7.盐酸与锌片反应时盐酸与锌片反应时, ,若加入可溶性醋酸铜晶若加入可溶性醋酸铜晶体体(CH(CH3 3COO)COO)2 2Cu,C